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奋进号航天飞机
目录 ·简介
·"拼装机"
·建造历程
·试飞
·机组成员
·发射过程


简介
       奋进号航天飞机(sts endeavour ov-105)是美国国家航空航天局nasa肯尼迪太空中心(ksc)旗下,第五架实际执行太空飞行任务也是最新的一架航天飞机。首次飞行是在1992年5月7日(sts-49号任务),负责的任务中有不小比例是作为国际太空站(international space station:iss)计划的支援。
       正式编号绕地机载具105号(oritor vehicle-105)的奋进号是美国一系列航天飞机之中首架以公开征名竞赛的方式由美国的中小学生决定命名的航天飞机,并由乔治·赫伯特·沃克·布什总统在1989年时正式宣布其命名。如同美国历架航天飞机的命名原则,奋进号的名字也是源自一艘早年的研究调查船,著名英国探险家詹姆斯·库克船长(james cook)在1768年第一次远征时所搭乘的一艘368吨等级的三桅帆船奋进号(hmbarque endeavour),当时是它造成下水后首次出航,由于是艘英国籍的船只,这也解释了为何奋进号的名字是用英式英文的“endeavour”而非美式英文“endeavor”拼法。
      “奋进”号是美国宇航局最新建造的一家航天飞机轨道飞行器。它是由美国宇航局于1991年建造,用来替代1986年在爆炸中被毁坏的“挑战者”号。“奋进”号是以18世纪英国探险家詹姆斯·库克的考察船的名字命名的。“奋进”号高36.6米,宽23.4米,重71吨,造价超过20亿美元。它是美国宇航局建造的四架航天飞机之一,也是还在使用当中的航天飞机之一。其它两架分别是“发现”号和“亚特兰蒂斯”号。
【与前几架航天飞机的不同之处】“奋进”号 航天飞机除了电子设备有所改进之外,在尾部还增加了一个减速伞,可以缩小着陆后在跑道上滑行的距离。

【装配】国际空间站第三个桁架部件的装配。这个重4010磅(1820公斤)构架组件将安装在或际空间站桁架的右侧。这一新组件的名称是s5。

由于这个组件距离一些重要电子元件的距离非常小,有的地方甚至小于两英尺,因此,每个任务组成员都将参与到装配工作中来。他们各司其职,有的负责操纵机器臂,有的负责安装,有的负责从内部协助,还有的负责观测和协调整个工作进程。

【补给】在未来12到15个月间,这将是最后一次专门的飞船物品补给。此外,俄罗斯进步号货运飞船和欧盟atv将会向空间站运送补给。补给主要包括太空服装、食物和飞船的燃料。

【修复】修复工作被认为是整个任务中最困难的一项工作。空间站内一个控制运转的陀螺仪在去年10月出了问题,这个陀螺仪的用途本是控制空间站的转向,出问题后陀螺仪不得不关闭。sts-118的工作人员将在这一期任务中更换这个陀螺仪。为了这一项任务,全体机组成员培训了将近一年的时间。

sts-114成员也曾经在2005年更换过一个坏掉的陀螺仪,机组成员可以从他们那期总结相关经验。

sts-118是一项为期11天的任务,其中包括3次太空行走。但由于空间站一项重大的进步,奋进号将能首次使用来自空间站的供电系统。因此,一旦这项空间站电力转换系统激活并投入使用,机组成员将可以在空间站多留3天,并增加一次太空行走。

【任务时间表】
时间         具体任务
第一天        

发射
打开有效载荷舱门,激活spacehab舱
航天飞机机械臂接通电源
完成外挂燃料箱录像和静物摄影下行链路
第二天         使用轨道器遥控臂传感器系统(obss)检查航天飞机机翼和前端
检查宇航服
使用航天飞机机械臂检查航天飞机轨道机动系统
检查轨道器对接系统,外环展开
检查对接工具
第三天         对接作业
调整对接点
与国际空间站对接
舱门打开,举行欢迎仪式
航天飞机机械臂钩住s5桁架
转移至国际空间站机械臂(canadarm2)
激活并检查空间站-航天飞机电力转移系统(sspts)
马斯特拉基奥和威廉姆斯体验露营生活,为第一次太空行走做准备
第四天         第一次太空行走前冻结空间站-航天飞机电力转移系统(sspts)
准备将s5桁架安装至s4桁架片段上
马斯特拉基奥和威廉姆斯进行第一次太空行走,安装s5桁架,回收p6桁架前置散热器
搬运货物和设备
第一次太空行走后再度激活空间站-航天飞机电力转移系统(sspts)
第五天         如有必要,使用国际空间站机械臂(canadarm2)对吊杆传感器系统进行集中检查
如有必要,对“奋进”号航天飞机热屏蔽进行集中检查
搬运货物和设备
马斯特拉基奥和威廉姆斯体验露营生活,为第二次太空行走做准备
对epo组件c录像
第六天         马斯特拉基奥和威廉姆斯进行第二次太空行走,更换z1桁架上的控制力矩陀螺仪3
激活外部储藏平台3(esp-3)电力连接
搬运货物和设备
第七天          将外部储藏平台3(esp-3)从“奋进”号航天飞机有效载荷舱移出,安装在p3桁架上
更换“命运”号实验舱窗玻璃
搬运货物和设备
教学活动
美国pao活动
马斯特拉基奥和安德森体验露营生活,为第三次太空行走做准备
第八天         

马斯特拉基奥和安德森进行第三次太空行走,将p6桁架s波段天线组件重新布置到p1桁架,安装p1桁架基带信号处理器和异频雷达收发机,使用国际空间站机械臂(canadarm2)将两名宇航员和设备转移援助(ceta)车移至右舷桁架为重新调整p6桁架清除障碍,回收p6桁架异频雷达收发机,用平衡环锁定z1桁架s波段天线组件,回收材料国际空间站试验(misse) 3 和4有效载荷包

搬运货物和设备
第九天         机组联合举行新闻发布会
机组放假休息
相互道别,关闭舱门
第十天          最后一次冻结空间站-航天飞机电力转移系统(sspts)(只针对11天任务)
航天飞机脱离国际空间站
最后一次分离作业
检查“奋进”号航天飞机机翼和前端
第十一天          检查储物舱
检查飞行控制系统
反推控制系统预热——点火测试
检查脱轨程序
装载ku波段天线
机组放假休息
加拿大宇航局pao活动
美国pao活动
第十二天          脱轨准备
有效载荷舱门关闭
点火脱轨
在肯尼迪航天中心着陆
奋进号此次飞行将首次携带新型电力转移系统进入太空,可让对接后的奋进号使用空间站的太阳能,如果获得成功,可以使奋进号任务延长为14天。
第九天          搬运货物和设备
机组联合举行新闻发布会
机组放假休息
威廉姆斯和安德森体验露营生活,为第四次太空行走做准备
教学活动
第十天         

威廉姆斯和安德森进行第四次太空行走,检查实验室1 c2‐03和节点1 c2‐02微流星体和轨道垃圾 (mmod)防护罩,检查运输路线剩余的p6桁架散热器推拉(pip)铆钉安全性,在实验室上安装ewis天线(2),在s1桁架最高点耳轴上安装轨道器遥控臂传感器系统(obss)停靠支撑设备,在s3桁架摄像机端口1安装无线电视设备,从事其它工作

回收并更换震动隔离稳定循环测力装置(cevis)

回收并更换踏车震动隔离系统(tvis)
第十一天          搬运货物和设备
如有必要,找到daui故障并进行更换
美国pao活动
教学活动
第十二天         最后一次搬运货物和设备
机组放假休息
教学活动
相互道别,关闭舱门
第十三天         最后一次冻结空间站-航天飞机电力转移系统(sspts)
航天飞机脱离国际空间站
最后一次分离作业
检查“奋进”号航天飞机机翼和前端
第十四天         检查储物舱
检查飞行控制系统
反推控制系统预热——点火测试
检查脱轨程序
装载ku波段天线
机组放假休息
加拿大宇航局pao活动
第十五天         脱轨准备
有效载荷舱门关闭
点火脱轨
在肯尼迪航天中心着陆


"拼装机"
    从某个角度来说,奋进号是一艘“拼装航天飞机”,它是以发现号亚特兰蒂斯号的建造合约中一批同时生产的备用结构零件为基础,额外组装出来以便取代挑战者号意外坠毁后留下来的任务空缺。不过,这样的拼装法并不代表奋进号的表现就会输人一截,事实上因为是最后才开始建造,奋进号在建造过程中汲取了许多前辈们的教训,拥有更多新开发的硬件装备。而大部分新一代的航天飞机仪器设备都是在奋进号上率先采用之后,才在稍后趁着停飞维修的期间,改装追加到其他几架航天飞机上。
这些改良的重点包括有:
  1.一具直径40呎的新型减速伞,能够缩短航天飞机落地后的减速滑行距离约1,000呎(近300公尺),而成为2,000呎的滑行总长。
       2. 一些配合延伸绕行期限(extended duration orbiter:edo)改装所需的管线与电路连结,因而能够将航天飞机绕地球运行的任务期限延长到28天。
  3.升级版的航电系统,包括较先进的通用任务计算机,改良的惯性量测单元(inertial measurement units),策略性飞行导航系统(tactical air navigation systems),强化版的主任务控制器,多路转换器/多路分解器(mux/demux),固态跟星仪(solid-state star tracker),与一套改良过的鼻轮转向机构。
  4.一套改良版的辅助动力系统(auxiliary power unit:apu),后者是用来提供航天飞机液压系统所需的动力。

建造历程
  1987年7月31日,建造合约签署;
  1982年2月15日,开始乘员模组的结构组装(因为奋进号的主结构本是为了作为其他航天飞机的备用零件而造,因此反而比建造合约签署还早实行);
  1987年9月28日,开始后段机身的结构组装;
  1987年12月22日,机翼自格鲁曼(grumman)公司处送抵棕榈谷(palmdale)的组装地点;
  1987年8月1日,开始最后组装;
  1990年7月6日,完成最后组装;
  1991年4月25日,自棕榈谷完工出厂;
  1991年5月7日 ,运送至肯尼迪太空中心;
  1992年4月6日,进行飞行转备点火;
  1992年5月7日 , 首次升空(sts-49)。
试飞
  奋进号曾在1996年时,于加州棕榈谷进行过一8个月长的绕地机维修停飞期(orbiter maintenance down period:omdp),在这段期间航天飞机上改装了要能与国际太空站进行接驳用的外部空气锁(external air lock),以便在太空站于1997年开始建造后,与太空站连结负责其所需的补给运输任务。

机组成员

【斯科特·凯利】
斯科特·凯利是美国海军的一名军官,在前往国际空间站执行sts‐118任务期间,他将担任领导工作。对凯利来说,这将是他的第二次太空飞行,自从1999年成为sts‐103任务(前往哈勃太空望远镜的任务)的飞行员后,他已经有191小时的太空飞行经历。

凯利将负责执行sts-118任务,并监视所有机组成员和检查航天飞机的运行情况。作为指挥官,在与空间站对接前,他将负责驾驶“奋进”号航天飞机。这个过程叫“集结倾斜操作”,是一个空翻动作,可让空间站成员在“奋进”号接近这个轨道实验室时拍摄航天飞机的隔热板。在对接和返回地球降落时,凯利还将负责驾驶航天飞机。1996年4月,他被挑选成为宇航员候选人。曾在宇航员办公室担任很多技术性职位。其中包括担任俄罗斯星城的美国宇航局运营总监、宇航员办公室空间站分部主任和国际空间站远征5任务的替补人员。

【查列·霍伯格】
在“奋进”号航天飞机的驾驶员座舱内与凯利并肩合作的是查列·霍伯格,他是“奋进”号驾驶员。这也是霍伯格的第二次太空飞行。他的第一次经历是在2001年执行sts‐104任务。在此期间,他在太空度过了306小时35 分。在sts‐118任务中他负责将“奋进”号脱离国际空间站,并操作空间站上的机械臂。霍伯格是海军陆战队的中校,驾驶过40多种不同的飞机,飞行时间超过3000小时。

1996年4月,霍伯格加入美国宇航局,接受最初的宇航员训练后,在宇航员办公室飞船系统和操作分部工作。他在该部门的工作项目包括,负责航天飞机电子设备综合实验室中的着陆和最初评估、高级项目、多功能电子仪器展示改进、改进驾驶舱和驾驶舱更新、集结和靠近操作、探视航天飞机。最近他还担任了太空舱的通讯员,在任务控制总部工作。

【大卫·威廉姆斯】
内科医生大卫·威廉姆斯是来自加拿大航天局的一名经验丰富的宇航员,在sts·118任务中担任任务专家。1995年,他加入美国宇航局,成为宇航员候选人员国际班的成员。在为期16天的sts‐ 90飞行任务(已知的神经学实验计划)中,他担任任务专家。他还曾两次参加远离佛罗里达海岸的宝瓶宫水下实验室的任务。2001年,威廉姆斯参与了美国宇航局的极端环境任务操作。2006年,他领导了“极端环境任务操作9”,致力于评定将医疗保健品运输到偏远地区的新方法,这对长途太空飞行来说非常有必要。

四年来,威廉姆斯一直担任太空生命科学理事会的主管。发射升空时他将座在中甲板上,将执行至少两次太空行走。

【芭芭拉·摩根】
对芭芭拉·摩根来说,这将是她的第一次太空飞行,在“奋进”号发射升空和降落时,担任4号任务专家的摩根将坐在中甲板上。作为装卸员,摩根对5000磅将从“奋进”号上转移到国际空间站上的补给和设备负责。在执行太空行走和安装任务时,她还将操作航天飞机和空间站上的机械臂。

1985年7月19日摩根被美国宇航局选中,成为“教师在太空”项目的替补人员。从1985年9月到1986年1月,摩根和克里斯·麦考利夫以及其他“挑战者”号机组人员在休斯顿的美国宇航局约翰逊航天中心接受训练。“挑战者”号失事以后,摩根被指定为“教师在太空”项目的继任人,在全国教育机构进行演说。1986年秋天,摩根回到爱达荷州,继续她的教育事业,但是1998年1月她又以任务专家的身份重返美国宇航局。她在宇航员办公室从事大量技术性工作。

【里克·马斯特拉奇奥】
对里克·马斯特拉奇奥来说,这将是他的第二次太空之旅,此次他将担任二号任务专家。2000年,他在为期12天的“亚特兰蒂斯”号航天飞机sts‐106任务期间担任任务专家,为即将来到国际空间站的第一批长驻居民做准备。在发射和降落时,马斯特拉奇奥都将坐在飞行甲板上。他的最初任务是在计划好的3次太空行走时担任一号太空行走员。他将与太空行走员大卫·威廉姆斯一起,在空间站上的构架或支柱上安装一个新部件。

1990年,马斯特拉奇奥加入美国宇航局,成为飞行员工作理事会(flight crew operations directorate)的一名工程师。稍后在太空航行地面指挥中心作一名发射、着陆指导和程序官,作为一名飞行控制员,参加了17次航天飞机任务。

【特蕾西·考德威尔】
特蕾西·考德威尔拥有物理化学博士头衔,自1998年被美国宇航局选中,这是她第一次参加太空飞行,此次她将担任一号任务专家。在发射过程中,考德威尔将与凯利和霍伯格一起呆在飞行甲板上。一旦航天飞机发射,她将立即开始工作。大约在航天飞机升空的8分钟内,她将负责拍摄机体外部燃料箱的废弃物情况。考德威尔还将操作“奋进 ”号的机械臂,检查航天飞机的隔热板,并在太空行走期间担任“奋进”号舱内指挥官。

考德威尔在宇航员办公室做过很多其他工作,例如进行检测并将俄罗斯的硬件和软件整合;在航天飞机电子设备综合实验室进行飞行软件查证工作;在远征 5期间担任替补宇航员;并在太空航行地面指挥中心作飞船通讯员。她还有力支援了佛罗里达美国宇航局肯尼迪航天中心的发射和降落操作。考德威尔是一名私人飞行员,善于用美式哑语和俄语交谈。
【阿尔文·德鲁】
这将是阿尔文·德鲁第一次飞往太空,他在今年5月被指派参加该任务。在发射和降落时,德鲁将坐在“奋进”号航天飞机的中甲板上,他被任命为5号任务专家。sts‐118任务期间,他将协助进行货物运输和其他任务援助工作,其中包括利用照片和录像记录操作过程。

2000年他被美国宇航员选中,成为一名任务专家,在宇航员办公室空间站业务部从事技术职务。德鲁还是一名美国空军上校,曾驾机参与“正义事业”行动、“沙漠盾牌”和“沙漠风暴”行动以及人道救援行动。他一直指挥两个试飞单位,是空中作战司令部的参谋。他是一名飞行员,驾驶过30多种飞机,飞行时间 3000小时以上。

发射过程

·4点01分:任务专家里克 马斯特拉基奥已经最后一个登上航天飞机,目前所有机组成员均已经登上航天飞机就坐。
·4点21分:机组成员完成起飞前常规检测,准备关闭航天飞机舱门。
·4点40分:截至目前为止,没有发现任何技术故障,天气状况良好。
·4点55分:工作人员在白屋内开始对舱门进行密封检查
·5点00分:地面检测人员发现与航天飞机相连的一处开关出现小问题,重新开启舱门并再次进行封闭。
·5点07分:在外部液氧罐支架泡沫上发现一个微小裂痕,指挥中心表示,不影响继续发射。
·5点17分:根据安排,倒计时进入t-20倒计时,此时会有10分钟左右的暂停时间。这个暂停时间主要是用于地面协调发射时间以及应对其他突发状况。之后进入t-9倒计时还有有一个内嵌的倒计时暂停时段,约为45分钟。
·5点31分:t-20倒计时开启。目前nasa公布的本次发射窗口期为:6点32分52秒至6点43分46秒。
·5点36分:美国国家航空航天局测试主管杰夫-斯伯尔丁(jeff spaulding)已经向宇航员通报了倒计时情况。目前,地面人员检测结果表示,舱门密封合格。预定发射时间为6点36分42秒。
·5点38分:地面控制中心已经按照预定发射时间在奋进号航天飞机电脑上加载了正确的导航参数。
·5点42分:进入t-9倒计时暂停,持续45分钟42秒。
·5点43分:地面专家正在对此前出现的技术问题进行分析,目前天气状况良好,可以发射。
·5点50分:固体火箭推进器回收船只已经在杰克逊维尔海岸东北处140海里准备就绪。回收船只将在火箭推进器分离坠海之后将其回收。
·5点52分:地面负责封闭小组已经完成对“白屋”最后检测,准备离开航天飞机。
·6点05分:宇航员已经固定在座椅上,等待发射时间到来。
·6点10分:距离发射不到30分钟。指挥中心报告,目前天气状况良好,可以按照预定时间发射。
·6点17分:距离t-9倒计时开启还有10分钟,目前一切状况良好。
·6点24分:nasa控制中心最后意见:没有技术问题,天气状况良好,将按照预定时间发射!
·6点27分:进入t-9倒计时。地面自动发射程序将开始启动。
·6点29分:发射台通往航天飞机的机械臂自动松开。
·6点31分:辅助动力系统开启。
·6点34分:宇航员关闭宇航服面罩并锁定。
·6点36分:倒计时31秒,地面自动发射程序准备完毕。
·6点36分:进入倒计时16秒,开启地面消音系统。
·6点36分42秒:点火,发射!
·6点40分:第一级助推器已经分离
·6点42分:奋进号已经达到26英里的高空
·6点43分:地面控制中心表示一切正常
·6点45分:奋进号在进行第一次校姿
·6点46分:奋进号顺利和助推器分离  
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